CH系統(tǒng)可靠性實用

會計學1CH系統(tǒng)可靠性實用第五章系統(tǒng)可靠性5.3復(fù)雜系統(tǒng)枚舉法：列出ABCDE部件正常（S）或故障（F）的所有可能組合以及照成系統(tǒng)正?；蚴枪收?；ABEDC第1頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.3復(fù)雜系統(tǒng)枚舉法：對于每種可能的正常或是故障組合，計算事件交集的概率；ABEDC第2頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.3復(fù)雜系統(tǒng)枚舉法：ABEDC若事件相互獨立，正常概率之和就是系統(tǒng)的可靠度第3頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.3復(fù)雜系統(tǒng)分解法：(a)部件E不發(fā)生故障(b)部件E發(fā)生故障ABEDCABDCABDC第4頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.3復(fù)雜系統(tǒng)(a)部件E不發(fā)生故障(b)部件E發(fā)生故障第5頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)定義為對于串聯(lián)系統(tǒng)第6頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)對于并聯(lián)系統(tǒng)對于k/n系統(tǒng)第7頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)2/3表決系統(tǒng)第8頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)系統(tǒng)可靠度為對于串聯(lián)系統(tǒng)第9頁/共31頁對于并聯(lián)系統(tǒng)第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)對于k/n系統(tǒng)第10頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)2/3表決系統(tǒng)第11頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4系統(tǒng)結(jié)構(gòu)函數(shù)例5.8某簡單系統(tǒng)由串聯(lián)部件A和B與串聯(lián)部件C和D并聯(lián)組成，如圖所示，計算可靠度。R(A)=0.9R(B)=0.6R(C)=0.8R(D)=0.7第12頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.1關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（相干系統(tǒng)）當部件可靠度提高不會使系統(tǒng)可靠度降低時，這種系統(tǒng)就是關(guān)聯(lián)系統(tǒng)。關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)是單調(diào)增加的。對于部件i，如果不等式嚴格成立，那么此部件與系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。如果，第i個部件與系統(tǒng)無關(guān)。112第13頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.1關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（相干系統(tǒng)）如果，則稱狀態(tài)向量為部件i的關(guān)鍵路集向量。123單元結(jié)構(gòu)的重要性Birnbaum結(jié)構(gòu)重要度第14頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.1關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（相干系統(tǒng)）123部件1：第15頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.1關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（相干系統(tǒng)）123部件2：第16頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.1關(guān)聯(lián)系統(tǒng)（相干系統(tǒng)）123部件3：部件3比1和2的重要度要高第17頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.2最小路集與最小割集路集：能夠保證系統(tǒng)正常工作的所有部件的集合。最小路集：集合中的所有部件必須全部正常工作，系統(tǒng)才能正常工作。割集：導致系統(tǒng)故障的部件集合。最小割集：割集中的所有部件必須全部出故障，系統(tǒng)才會出故障。最小路集AC、BD、AED、BEC、最小割集AED、BEC、AB、CDABEDC第18頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.2最小路集與最小割集例5.8某簡單系統(tǒng)由串聯(lián)部件A和B與串聯(lián)部件C和D并聯(lián)組成，如圖所示，計算可靠度。R(A)=0.9R(B)=0.6R(C)=0.8R(D)=0.7最小路集：AB，CD最小割集：AC，AD，BC，BD第19頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.3系統(tǒng)的邊界上限網(wǎng)絡(luò)由所有最小路集的并聯(lián)特性決定；下限網(wǎng)絡(luò)由所有最小割集的串聯(lián)特性決定。下限可靠度

的表達式為：上限可靠度

的表達式為：第20頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.4.3系統(tǒng)的邊界ABEDC例5.6對于如圖所示的系統(tǒng)，RA=RB=0.90；RC=RD=0.95；RE=0.80；求系統(tǒng)的邊界。最小割集概率最小割集概率A,B0.1*0.1=0.01A,E,D0.1*0.2*0.05=0.001C,D0.05*0.05=0.0025B,E,C0.1*0.2*0.05=0.001最小路集概率最小路集概率A,C0.9*0.95=0.855A,E,D0.9*0.8*0.95=0.684B,D0.9*0.95=0.855B,E,C0.9*0.8*0.95=0.684第21頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.5共模故障系統(tǒng)中n個部件的故障不相互獨立。共模故障可以用具有相同故障模式部件的串聯(lián)形式描述。R1R2R3R’第22頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.5共模故障例5.10某并聯(lián)系統(tǒng)有兩個部件組成，各部件獨立同分布且故障率0.000253，假設(shè)部件發(fā)生共模故障的故障率為0.00001，那么系統(tǒng)的平均壽命是多少。第23頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6三態(tài)設(shè)備三態(tài)設(shè)備是指既有開路和短路故障模式又有正常工作狀態(tài)的部件，例如二極管、電路以及流量開關(guān)。對于三態(tài)設(shè)備，冗余既可能增加也可能減少系統(tǒng)的可靠度。分析三態(tài)系統(tǒng)，兩個假設(shè)前提：故障模式互斥，即只有其中一個故障模式可以出現(xiàn)組成系統(tǒng)的所有部件相互獨立第24頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6.1串聯(lián)結(jié)構(gòu)12以兩個開關(guān)串聯(lián)為例定義兩個故障事件：E1=兩個開關(guān)都短路E2=至少一個開關(guān)開路令Q表示系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，則令=部件i發(fā)生開路故障的概率=部件i發(fā)生短路故障的概率推廣到n個部件系統(tǒng)系統(tǒng)可靠度是不發(fā)生開路故障的概率減去發(fā)生短路故障的概率。第25頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)以兩個開關(guān)并聯(lián)為例定義兩個故障事件：E1=兩個開關(guān)都開路E2=至少一個開關(guān)短路令Q表示系統(tǒng)發(fā)生故障的概率，則推廣到n個部件系統(tǒng)12系統(tǒng)可靠度是不發(fā)生短路故障的概率減去發(fā)生開路故障的概率。第26頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)例5.12某機械閥有5%的概率不能閉合（開路故障），有10%的概率不能打開（短路故障）。計算系統(tǒng)可靠度：（1）3個閥串聯(lián)；（2）3個閥并聯(lián)。解：對于串聯(lián)系統(tǒng)，有對于并聯(lián)系統(tǒng)，有因為占主導地位的故障模式是無法打開閥門，所以串聯(lián)結(jié)構(gòu)有更高的可靠度。第27頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6.3低層級冗余第28頁/共31頁第五章系統(tǒng)可靠性5.6.4高層級冗余第29頁/共31頁